Momenteel schrijf ik mijn eigen boek, waardoor ik de komende tijd geen artikelen over het klimaat publiceer. Toch wil ik met jullie het gesprek voortzetten. Daarom deel ik de komende tijd maatregelen uit het boek Drawdown, het meest veelomvattende plan ooit om klimaatontwrichting te keren, dat net in het Nederlands vertaald is.
Het boek geeft honderd maatregelen om klimaatverandering tegen te gaan, en rangschikt die op basis van kostenefficiëntie, hoe snel ze geïmplementeerd kunnen worden of hoe gunstig ze zijn voor de samenleving.
Deze week koos ik drie maatregelen op het gebied van gebouwen en stedenbouw.
- Stadsverwarming, omdat het de meest effectieve maatregel is binnen deze categorie tegen klimaatverandering, en de Nederlandse overheid ermee bezig zou moeten zijn.
- Ledverlichting, omdat een ander peertje er wel degelijk toe doet – ook al voelt het misschien als een druppel op een gloeiende plaat als je thuis een ledlamp indraait.
- Groene daken, omdat er sprake is van een tweeledig effect: ze zorgen niet alleen voor minder CO2-uitstoot, maar ook voor verkoeling in de stenige omgeving van de stad.
Gespreksredacteur Gwen Martèl nodigt per artikel relevante experts uit, zodat zij in de bijdragesectie met jullie kunnen discussiëren over de voorgestelde maatregelen.
1. Stadsverwarming
De vroegste voorbeelden van stadsverwarming zien we in het oude Rome, waar heet water tempels, baden en zelfs kassen verwarmde. De nieuwere versies dateren uit 1882, toen de New York Steam Company begon met het rondpompen van stoom in een leidingnet onder de drukke straten van Manhattan. Ingenieur Birdsill Holly testte de uitvinding eerst in zijn eigen huis in het New Yorkse Lockport. Daarna vond het stadsverwarmingssysteem snel navolging in veel andere steden in de VS en in Canada.
Maar nu is Kopenhagen de wereldwijde uitblinker in stadsverwarming. Het grootste systeem ter wereld gebruikt de restwarmte van kolen- en afvalverbrandingscentrales om 98 procent van de totale vraag van de Deense hoofdstad af te dekken. (De komende jaren wordt steenkool vervangen door biomassa.) Sinds 2010 tapt Kopenhagen ook het ijzige water van het Oresundkanaal af om te voorzien in stadskoeling, dat door leidingen parallel aan de stadsverwarmingsbuizen stroomt.
Beide toepassingen illustreren dat een collectief stadsverwarmings- en koelingssysteem een slinger kan geven aan de inzet van innovatieve hulpbronnen en afvalstromen nuttig kan hergebruiken.
En er is nog een belangrijk voordeel: als het distributienetwerk voor warmte én koude er eenmaal ligt, kan de energiebron ervoor continu veranderen. Steenkool kan plaatsmaken voor geothermie, of voor water dat is opgewarmd met zonne-energie of met duurzame biomassa.
Duurzame energiebronnen die misschien niet kosteneffectief zijn op de schaal van een gebouw, kunnen op wijkniveau wel rendabel blijken te zijn. Vanwege de collectieve levering kunnen dergelijke systemen grotere afzetmarkten creëren die door hun schaalgrootte geld besparen. Parallel hieraan wordt de energie-efficiëntie van de gebouwen zelf steeds groter, waardoor op den duur minder verwarming en koeling nodig zal zijn.
Een collectief systeem houdt Tokio koel
Het stadsverwarmingssysteem in Tokio gebruikt, vergeleken met individuele verwarmings- en koelingssystemen, half zo veel energie en stoot dus ook maar half zo veel CO2 uit. Het is daarmee een krachtig voorbeeld van de potentie van stadsverwarming.
Hoewel deze systemen in sommige delen van de wereld, en dan met name in Noord-Europa, al uitgebreid getest en in gebruik zijn, genieten ze in andere delen van de wereld aanzienlijk minder bekendheid. De hoge investeringskosten en de complexiteit van dit soort systemen blijven obstakels. Tot aan vandaag is stadskoeling veel minder populair dan stadsverwarming.
Gemeenten spelen een cruciale rol in de opschaling van deze oplossing
Toch worden collectieve koelingssystemen steeds belangrijker, nu steden in warme delen van de wereld blijven groeien en ook de wereld zelf steeds warmer wordt. Een van de grootste systemen staat in Parijs, waar het de kunstliefhebbers in het Louvre en in het Musée d’Orsay comfortabel warm houdt en tegelijk de meesterwerken een goed, beschermend klimaat biedt.
Of ze het systeem nu inzetten voor warmte- of koudevoorziening of voor allebei; gemeenten spelen een cruciale rol in de opschaling van deze oplossing. Ze zijn immers betrokken bij de planning, regelgeving, financiering en infrastructuur en stellen lokaal de energiedoelen en emissie-eisen vast, en dat heeft allemaal zijn invloed op de levensvatbaarheid van stadsverwarming. Gemeentebestuurders kunnen de belangrijkste katalysatoren worden voor het collectief verwarmen en koelen van de steden in de wereld.
Impact van deze maatregel
Door individuele systemen voor ruimteverwarming en warm water te vervangen, kunnen stadsverwarmingssystemen in de periode tot 2050 de CO2-uitstoot verminderen met 9,4 gigaton en tegelijkertijd 3,5 biljoen dollar besparen op energiekosten.
Onze analyse schat het gebruik op dit moment in op 0,01 procent van de vraag naar warmte. Dat zal groeien naar 10 procent in de komende dertig jaar. Ook al is aardgas op dit moment de meest gebruikte brandstof voor stadsverwarmingssystemen, hier meten we alleen de impact van alternatieve energiebronnen, zoals aardwarmte en zonnewarmte, die in de loop van de tijd de boventoon zullen gaan voeren.
2. Doe het zelf, gebruik ledlampen
Zoals zo veel vooroplopende technieken hebben ook ledlampen een lange, maar relatief onbekende geschiedenis. Hun oorsprong ligt in de uitvinding van de diode (led staat voor light emitting diode) door de Duitse natuurkundige Ferdinand Braun in 1874.
Een diode is een kristallijnen halfgeleider, die elektriciteit in één richting geleidt. Sindsdien heeft de ontwikkeling van diodes tot honderden essentiële toepassingen geleid, die nagenoeg alles wat vandaag de dag een stekker, een aan-uitknop, een lamp of wielen heeft mogelijk hebben gemaakt.
Een van de belangrijkste bevindingen was dat diodes, onder bepaalde omstandigheden, licht afgeven. Hoewel dit voor het eerst al werd opgemerkt in 1907, zagen wetenschappers niet in hoe deze eigenschap een praktisch nuttige toepassing zou kunnen krijgen.
Dat veranderde toen grote bedrijven als General Electric, Texas Instruments en Hewlett-Packard commerciële applicaties van deze eigenschap gingen patenteren, ontwikkelen en specialiseren. In 1994 vonden drie Japanse wetenschappers de hogehelderheidledlamp uit, waarvoor ze in 2014 de Nobelprijs ontvingen.
De gloeilamp, de verwarming die ook een beetje licht geeft
Gloeilampen zijn dermate inefficiënt dat ook wel wordt gezegd dat het eigenlijk verwarmingstoestellen zijn die een klein beetje licht geven. Een ingeschakelde ledlamp gebruikt 90 procent minder energie dan een gloeilamp voor dezelfde lichtopbrengst.
Bovendien gaat een ledlamp ook nog eens veel langer mee dan willekeurig welke andere soort lamp: 27 jaar om precies te zijn bij een gebruik van vijf uur per dag. Dit vertaalt zich in 10 tot 30 procent rendement op je investering wanneer je je oude armaturen zou vervangen door ledverlichting.
De vraag is dan ook niet of de ledlamp de standaard gaat worden in verlichting, maar wanneer
De vraag is dan ook niet of de ledlamp de standaard gaat worden in verlichting, maar wanneer. De prijs is twee tot drie keer hoger dan de prijs van een vergelijkbare reguliere gloeilamp of fluorescentielamp, maar daalt snel.
De investeringskosten vooraf vormen nu nog een belemmering voor huishoudens met een laag inkomen, maar uiteindelijk vallen hun energiekosten hoger uit wanneer ze goedkopere gloeilampen blijven gebruiken. Ondanks hun huidige kostprijs zijn ledlampen een uitkomst voor huishoudens die geen toegang tot een elektriciteitsnet hebben.
Vanwege hun lage energieverbruik kunnen ledlampen genoeg energie halen uit kleine zonnecellen, zodat dure kerosinelampen met hun giftige dampen en hoge emissies niet meer nodig zijn. Voor mensen die niet zijn aangesloten op het energienet, kunnen ledlampen op zonne-energie een positief effect hebben op hun kosten voor levensonderhoud.
Een miljard mensen leeft in het donker
Volgens het Lawrence Berkeley National Laboratory van de universiteit van Californië geeft een zesde van de wereldbevolking samen jaarlijks meer dan veertig miljard dollar uit aan verlichting op basis van kerosine, terwijl zij daarvoor een hoeveelheid licht krijgen die maar 0,1 procent is van wat de geëlektrificeerde wereld aan verlichting geniet.
Kerosine is dus niet alleen duur, maar levert ook nog eens weinig op. Ledlampen op zonne-energie zijn aanvankelijk duurder, maar verdienen zichzelf binnen een jaar terug. Alleen al in India helpen zo’n één miljoen ledverlichtingssystemen op zonne-energie studenten bij het maken van hun huiswerk, helpen ze geboorteklinieken bij het efficiënt uitvoeren van hun taken, en maken ze dat bedrijven en winkels open kunnen blijven na zonsondergang.
Maar nog steeds leeft een miljard mensen in duisternis zodra de zon ondergaat. Ledlampen zijn minstens zo belangrijk voor het bestrijden van deze ‘lichtarmoede’ als voor het bestrijden van de klimaatverandering.
Impact van deze maatregel
Onze analyse gaat ervan uit dat ledlampen alomtegenwoordig zullen zijn in 2050. Dan zal 90 procent van de verlichting in woningen en 82 procent van de verlichting in zakelijke gebouwen voorzien zijn van led. Indien deze lampen andere, minder efficiënte verlichting vervangen, zal dat een besparing van 7,8 gigaton aan CO2-emissies opleveren in woningen en nog eens 5 gigaton in zakelijke gebouwen. Daarbij komt nog de winst – die wij hier niet meerekenen – van het vervangen van kerosinelampen door met zonne-energie gevoede ledlampen.
3. Groene daken nemen CO2 op én koelen gebouwen
Vanuit de lucht gezien zijn de meeste steden een lappendeken van grijze, bruine en zwarte daken. Maar wie over Stuttgart in Duitsland of Linz in Oostenrijk vliegt, kan sommige daken aanzien voor een parkje of een grasveld. Deze daken vormen het tastbare bewijs van de moderne beweging die de afgelopen vijftig jaar pleit voor groene of ‘levende’ daken, met name in Europa.
Ze roepen ook een veel oudere herinnering op, die teruggaat naar de gloriedagen van de Vikingen, toen dit soort daken voor het eerst populair werden in Scandinavië. Wanneer we terugspoelen van het hedendaagse Noorwegen naar de negende of de tiende eeuw, dan zouden we in dit land een landschap aantreffen dat bespikkeld is met daken bekleed met graszoden, ‘torvtak’ genoemd.
De Nederlandse variant is een plaggenhut, een groen dak bedekt met heideplaggen.
Groene daken lijken modern, maar stammen al uit de tijd van de Vikingen
Vandaag de dag is een dak een grof, saai en levenloos geheel, dat slechts één doel dient, namelijk het beschermen van het gebouw en zijn bewoners tegen de elementen. Om die rol te vervullen krijgt het dak er flink van langs door zon, wind, regen en sneeuw.
Daken kunnen op hete dagen een temperatuur krijgen die 10 graden hoger is dan de lucht eromheen. Dat maakt het moeilijk om de onderliggende verdiepingen koel te houden en draagt bij aan het effect van het ‘stedelijk hitte-eiland’.
Dit fenomeen, waarbij de stad aanzienlijk warmer is dan het omliggende landelijk gebied, is schadelijk en zelfs gevaarlijk voor met name jonge, oudere en zieke bewoners. Groene daken daarentegen, ware ecosystemen in de lucht, zijn er juist op toegerust om de matigende krachten van Moeder Natuur in te zetten en tegelijkertijd de CO2-emissies van een gebouw terug te brengen.
De onweerstaanbare aantrekkingskracht van groen (op je dak)
Levende daken zijn opgebouwd uit een aantal zorgvuldig ontworpen lagen, die ervoor zorgen dat het dak zelf beschermd is, het regenwater gefilterd wordt en weg kan lopen en planten en bloemen er kunnen groeien en bloeien. Een goed resultaat wordt al bereikt door deze daken met een ondiepe laag aarde uit te rusten, die ondergrond biedt aan een simpel tapijt van bloeiende rotstuinplanten, zoals sedum.
Hoewel de kosten voor een groen dak hoger zijn dan die van een conventioneel dak en er wat onderhoud nodig is, zijn de opbrengsten aantrekkelijk. Op de lange termijn vallen de kosten even hoog uit en soms zelfs lager. Aarde en begroeiing functioneren als levend isolatiemateriaal, ze matigen de temperatuur het hele jaar door, brengen verkoeling in de zomer en warmte in de winter.
Omdat de benodigde energie voor verwarming en airconditioning wordt beteugeld, valt de uitstoot van broeikasgassen lager uit, net als de kosten. Op de verdieping direct onder het groene dak kunnen de energiekosten voor de koeling van het gebouw met 50 procent dalen.
Groene daken nemen ook CO2 op die in hun biomassa en de aarde terechtkomt, ze filteren luchtvervuiling, houden regenwater vast, ondersteunen de biodiversiteit in de stad en helpen het hitte-eilandeffect te dempen.
Mensen die dicht bij een gebouw met een groen dak wonen, werken of spelen, beleven veel plezier aan de natuurlijke uitstraling ervan en voelen zich beter – het resultaat van wat we ‘biofilie’ noemen, de onweerstaanbare aantrekkingskracht van de natuur op de mens.
Hoe de overheid dakvergroening kan stimuleren
In Duitsland is al volop ervaring met de aanleg van groene daken. Een belangrijke les die daar is geleerd, is dat een bouwbeleid dat het gebruik van groene daken aanmoedigt of zelfs afdwingt voor een snelle toename ervan kan zorgen. Prikkels als deze stimuleren verdere opschaling – van rariteit naar gewoonte.
Ook in Nederland hebben sommige gemeentes, zoals de gemeente Amsterdam, subsidieregelingen beschikbaar voor huiseigenaren die willen investeren in groene daken.
In Singapore, om nog een voorbeeld aan te halen, betaalt de overheid de helft van de aanleg van een groen dak. En Chicago behandelt vergunningsaanvragen voor gebouwen met groene daken met voorrang. Ook strenge eisen op het gebied van waterbeheer en -retentie met het oog op extreem weer (groene daken geven regenwater vertraagd af) kunnen een drijfveer vormen om op het gebruik van groene daken over te stappen.
Daarbovenop kunnen heldere en consistente industriestandaarden, deskundige architecten, ingenieurs en aannemers de kwaliteit van groene daken garanderen. In oktober 2016 was San Francisco de eerste stad in de VS om een ‘groenedakenverordening’ aan te nemen. Sindsdien moet 15 tot 30 procent van alle nieuwe daken groen zijn, plaats bieden aan zonnepanelen of allebei.
Koel dak als nieuwe norm
Koele of reflecterende daken zijn directe familie van groene daken. Ze hebben hetzelfde effect, maar bereiken dat met andere methoden. Wanneer zonne-energie neerslaat op een standaard donker dak op een dag dat het 37 graden Celsius is, wordt maar 5 procent ervan teruggekaatst.
De rest van de warmte wordt door de dakbedekking opgenomen en verwarmt het gebouw en de lucht eromheen. Een reflecterend dak daarentegen is in staat om 80 procent van de warmte terug te kaatsen.
In de VS en de Europese Unie nemen ze in populariteit toe, maar ook elders neemt de belangstelling ervoor toe, ook bij de overheid.
Californië is koploper. Tien jaar terug nam de Amerikaanse staat koele daken op in de bouwnormen. Dit succesvolle voorbeeld toont aan hoe belangrijk regelgeving, kortingen en stimuleringsprogramma’s zijn om het pad voor deze toepassing te effenen.
Wanneer de weerkaatsing van zonnewarmte uiteindelijk flexibel instelbaar wordt, zal ook het nadeel van zo’n dak in de wintermaanden minder worden. Als we zonnewarmte en hoge luchttemperaturen en bovendien ook klimaatverandering buiten de deur willen houden, bieden koele daken mooie kansen.
Impact van deze maatregel
In de berekeningen die we hebben gemaakt voor groene en koele daken, hebben we gekeken naar het regionale effect van de verschillende toegepaste technieken. Indien 30 procent van alle daken wereldwijd groen zou zijn in 2050 en 60 procent een koel dak zou hebben, dan is een totaal oppervlak van 38 miljard vierkante meter bedekt met een energie-efficiënte dakbedekking.
Gezamenlijk kunnen de twee toepassingen een CO2-reductie van 0,8 gigaton opleveren tegen een kostprijs van 1,4 biljoen dollar. In een periode van dertig jaar ligt een kostenbesparing van 988 miljard dollar in het verschiet, en een bedrag van 3 biljoen dollar over de totale levensduur.
Deze maatregelen zijn aangepast en ingekort voor publicatie op De Correspondent. De Nederlandse vertaling van Drawdown is verschenen bij uitgeverij mauritsgroen•mgmc.
Meer lezen?
Red de planeet, plant een bos (en nog twee duurzame grondmaatregelen) Hier lees je de drie oplossingen uit Drawdown op het gebied van landgebruik. Dit gigantische onderzoek gaat niet over het klimaatprobleem, maar alléén over oplossingen ‘Drawdown’ is een onderzoek – en een bestseller – waarin honderd maatregelen zijn beschreven die klimaatontwrichting tegengaan. Daarvan zullen we er de komende maanden een aantal presenteren op De Correspondent. We gingen in gesprek met Sven Jense, die het boek naar Nederland haalde.
Dit verhaal heb je gratis gelezen, maar het maken van dit verhaal kost tijd en geld. Steun ons en maak meer verhalen mogelijk voorbij de waan van de dag.
Al vanaf het begin worden we gefinancierd door onze leden en zijn we volledig advertentievrij en onafhankelijk. We maken diepgravende, verbindende en optimistische verhalen die inzicht geven in hoe de wereld werkt. Zodat je niet alleen begrijpt wat er gebeurt, maar ook waarom het gebeurt.
Juist nu in tijden van toenemende onzekerheid en wantrouwen is er grote behoefte aan verhalen die voorbij de waan van de dag gaan. Verhalen die verdieping en verbinding brengen. Verhalen niet gericht op het sensationele, maar op het fundamentele. Dankzij onze leden kunnen wij verhalen blijven maken voor zoveel mogelijk mensen. Word ook lid!